SK66294A3 - Regenerating filling material, method of its preparing and using - Google Patents
Regenerating filling material, method of its preparing and using Download PDFInfo
- Publication number
- SK66294A3 SK66294A3 SK662-94A SK66294A SK66294A3 SK 66294 A3 SK66294 A3 SK 66294A3 SK 66294 A SK66294 A SK 66294A SK 66294 A3 SK66294 A3 SK 66294A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- regenerative
- heat
- filler
- volatile organic
- organic compounds
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000011049 filling Methods 0.000 title description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 claims abstract description 66
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 70
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 26
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims description 15
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 6
- -1 clays Substances 0.000 claims description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical group O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001038 basic metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 11
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 18
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 15
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 8
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 6
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 2
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006244 Medium Thermal Substances 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 235000020030 perry Nutrition 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/07—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases in which combustion takes place in the presence of catalytic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0454—Controlling adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
- F23G7/065—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel
- F23G7/066—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel preheating the waste gas by the heat of the combustion, e.g. recuperation type incinerator
- F23G7/068—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel preheating the waste gas by the heat of the combustion, e.g. recuperation type incinerator using regenerative heat recovery means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Description
Oblasť technikyTechnical field
Vynález sa týka zlepšených, katalyzátorom povlečených výplní pre regeneratívné systémy a ich použitia.The invention relates to improved catalyst-coated fillers for regenerative systems and their use.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Regeneratívne systémy, používané na oxidovanie prchavých organických zlúčenín (Volatile Organic Compounds - VOCs), obsiahnutých v odpadových plynoch z priemyselných a chemických závodov, obsahujú spaľovaciu komoru na zahrievanie odpadových plynov na teploty dostatočné na dosiahnutie tepelnej oxidácie a jednu alebo niekoľko kolón opatrených výplňou teplozmenného materiálu, ktoré získavajú späť teplo z horúcich odpadových plynov pred ich vypustením do ovzdušia.Regenerative systems used to oxidize Volatile Organic Compounds (VOCs) contained in waste gases from industrial and chemical plants include a combustion chamber to heat the waste gases to temperatures sufficient to achieve thermal oxidation and one or more columns packed with heat exchange material. which recover heat from hot waste gases before they are released into the atmosphere.
Funkcia regeneratívneho systému v navrhnutom stave (t.j. po počiatočnom štarte) je znázornená na obr. 1. Odpadové plyny sa predhrievajú v kolóne 1, ktorá obsahuje horúci keramický výplňový materiál, ktorý sa v procese ochladzuje. Horúce plyny prechádzajú spaľovacou zónou, ktorá ďalej odpadové plyny zahrieva na teplotu 760 až 1 045 ’C. Prchavé organické zlúčeniny (VOC) sú podrobené tepelnej oxidácii najprv v spaľovacej zóne. Horúce odpadové plyny prechádzajú kolónou 2, ktorá obsahuje chladnejšie keramické materiály, ktoré regenerujú teplo a samotné sú v procese zahrievané. Ochladený plyn, menovite na 148 až 232 ’C, sa potom odvádza do komína. Malá časť odpadového plynu slúži na prefukovanie kolóny 3 od adsorbovaných VOC a tento prefukovací prúd sa vracia do horáka.The function of the regenerative system in the designed state (i.e. after an initial start-up) is shown in FIG. 1. The waste gases are preheated in a column 1 containing hot ceramic packing material which is cooled in the process. The hot gases pass through a combustion zone which further heats the waste gases to a temperature of 760 to 1,045 C. Volatile organic compounds (VOCs) are subjected to thermal oxidation first in the combustion zone. The hot waste gases pass through a column 2 which contains cooler ceramic materials that regenerate heat and are themselves heated in the process. The cooled gas, namely 148 to 232 ° C, is then vented to the chimney. A small portion of the waste gas serves to purge column 3 from the adsorbed VOCs and this purge stream is returned to the burner.
Po vopred vymedzenej dobe cyklu, ktorá je daná usporiadaním a konštrukciou vyplnených kolón, sa prepne prúdenie odpadových plynov, ako je naznačené na obr. 2. Odpadový plyn je teraz predhrievaný v kolóne 2, ktorá obsahuje horúci výplňový materiál,After a predetermined cycle time given by the configuration and construction of the packed columns, the waste gas flow is switched as shown in FIG. 2. The waste gas is now preheated in column 2, which contains hot packing material,
prechádza spaľovacou zónou a je použitý na predhriatie kolóny 3, ktorá obsahuje chladnejšie výplňové materiály (prefúknuté v priebehu prvého cyklu). Ochladený odpadový plyn sa odvádza do ovzdušia; malý podiel výfukových plynov slúži na prefukovanie kolóny 1 a vracia sa do spaľovacej zóny a tak d'alej .it passes through a combustion zone and is used to preheat column 3, which contains cooler packing materials (blown during the first cycle). The cooled waste gas is discharged into the atmosphere; a small proportion of the exhaust gas serves to purge column 1 and returns to the combustion zone and so on.
Konštrukcia kolón s výplňou je kľúčom k účinnosti rekuperácie tepla celého systému. K zaručeniu rekuperácie až do 95 % je veľkosť kolón s výplňami nadmerná. Stav techniky v konštrukcii regeneratívnych systémov smeruje k menším jednotkám, z dôvodu nákladov a ľahkosti inštalácie. Napríklad v americkom patentovom spise číslo 5 163829 sa popisuje kompaktná regeneratívna spaľovacia pec zahrňujúca jedinú nádobu s dvoma oddielmi, oddelenými prepážkou. Každý oddiel má otvor a spaľovaciu komoru a tie sú navzájom oddelené médiom akumulujúcim teplo.The construction of packed columns is the key to the heat recovery efficiency of the entire system. To ensure recovery up to 95%, packed column sizes are excessive. The state of the art in the design of regenerative systems is directed to smaller units because of cost and ease of installation. For example, U.S. Pat. No. 5,163,829 discloses a compact regenerative furnace comprising a single vessel with two compartments separated by a septum. Each compartment has an opening and a combustion chamber, and these are separated from each other by a heat storage medium.
Materiály akumulujúce teplo sú zvyčajne z anorganických kovov alebo z oxidov kovov. Viď Perryho príručku Chemical Engineer's Handbook, šieste vydanie, 1984, kapitola 18 v časti kolóny s výplňami. Obrázky 18 až 34 ilustrujú typické výplne násypného typu, ako sú Rashigove krúžky, Berlove sedielka, Intaloxov kov, Intaloxove sedielka (keramické), Tellerettove a Pallove krúžky. Chemické zloženie jedného takéhoto materiálu, vyrábaného spoločnosťou Knight Division of the Koch Engineering Company, Inc., ktorý sa nazýva výplň Flexisaddle™, je uvedené v tabuľke I.Heat-storing materials are usually made of inorganic metals or metal oxides. See Perry's Chemical Engineer's Handbook, Sixth Edition, 1984, Chapter 18 in the section of the packed column. Figures 18 to 34 illustrate typical fill type fillings such as Rashig rings, Berl's saddle, Intalox metal, Intalox saddle (ceramic), Tellerett and Pall rings. The chemical composition of one such material produced by the Knight Division of the Koch Engineering Company, Inc., called the Flexisaddle ™ filler, is shown in Table I.
Tabulka I Chemičke vlastnosti výplne FlexisaddleTable I Chemical properties of the Flexisaddle filler
Fyzikálne vlastnosti výplne sú v tabuľke II. Adsorpcia vody týchto materiálov naznačuje, že ide o vypaľované porézne keramické materiály.The physical properties of the filler are given in Table II. The water adsorption of these materials indicates that they are baked porous ceramic materials.
.Tabuľka II Fyzikálne vlastnosti výplne Flexisaddle™Table II Physical properties of the Flexisaddle ™ filler
Merná hmotnosť2.40Specific weight2.40
Hustota kg/m3 2 403.00Density kg / m 3 2 403.00
Adsorpcia vody % (ASTM C373) 0.1-0.3Water adsorption% (ASTM C373) 0.1-0.3
Odolnosť voči kyselinám % straty vody (ASTM C 279)4-5Acid resistance% water loss (ASTM C 279) 4-5
Balenie dm3/balík42.48Packaging dm 3 / package42.48
Výplňové materiály sú dajú získať v celom rade rôznych veľkostí. Výplne menších rozmerov majú vyššiu účinnosť prestupu tepla vzhľadom k väčšiemu geometrickému povrchu na jednotku objemu reaktora, avšak vyššiu tlakovú stratu. Optimálne veľkosti výplní a rozmerov reaktorov sa volia tak, aby vyhovovali súčasťam pomocných systémov (ako sú dúchadlá, ventilátory, rozmery potrubia atd.). Typické vlastnosti výplni Flexisaddle1·11 sú uvedené v tabuľke III.Filling materials are available in a variety of sizes. Fillers of smaller dimensions have higher heat transfer efficiency due to the larger geometric surface per unit volume of the reactor, but higher pressure drop. Optimum reactor filler sizes and dimensions are chosen to suit the components of auxiliary systems (such as blowers, fans, pipe dimensions, etc.). The typical properties of Flexisaddle 1 · 11 are shown in Table III.
i * TMi * TM
Tabulka III Konštrukčné vlastnosti výplni Flexisaddlexl Table III Structural properties of Flexisaddle filler xl
Účinnosť prestupu tepla kolón s regeneratívnou výplňou závisí na prietočnej rýchlosti odpadových plynov, na ich teplote, na geometrii kolóny a na vlastnostiach výplňových materiálov. Medzi kľúčové vlastnosti patrí podiel dutín vo výplni a veľkosť a tvar výplňového materiálu (napr. valčeky, krúžky, sedielka). Tieto vlastnosti podmieňujú priemerný súčiniteľ prestupu tepla a pokles tlaku. Ďalšími dvoma vlastnosťami, ktoré ovplyvňujúξ účinnosť prestupu tepla, sú merné teplo a tepelná vodivosť. Merné| teplo určuje tepelnú kapacitu výplne. Tepelná vodivosť určuje£ rýchlosť odvádzania tepla jednotlivými časticami. Vysoké merné teplo a vysoká tepelná vodivosť sú žiaduce vlastnosti výplňových teplozmenných materiálov.The heat transfer efficiency of regenerative packing columns depends on the flow rate of the waste gases, their temperature, the geometry of the column and the properties of the packing materials. Key features include the proportion of cavities in the padding and the size and shape of the padding material (eg, rollers, rings, saddle). These properties determine the average heat transfer coefficient and the pressure drop. The other two properties that affect the heat transfer efficiency are specific heat and thermal conductivity. Measuring | heat determines the heat capacity of the filler. The thermal conductivity determines the rate of heat removal by the individual particles. High specific heat and high thermal conductivity are desirable properties of infill heat exchange materials.
Vyššie hodnoty merného tepla a tepelnej vodivosti sa;í dosahujú znižovaním porozity materiálu. Typicky sa to dosahuje kalcináciou výplňových materiálov za teplôt dostatočne vysokýchi k zlinutiu materiálov až do blízkosti jeho teoretickej hustoty.;Higher values of specific heat and thermal conductivity are achieved by reducing the porosity of the material. Typically, this is accomplished by calcining the filler materials at temperatures sufficiently high to collapse the materials up to its theoretical density.
K deštrukcii prchavých organických zlúčenín (VOC) v regeneratívnych systémoch dochádza predovšetkým tepelnou oxidáciou. Miera oxidácie závisí na type zlúčeniny, na teplote, na dobe zotrvania a na rozdelení prúdu vzduchu. Rozdelenie prúdu vzduchu spaľovanou zónou a konštrukcia horákov sú rozhodujúce pre vysokú premenu. Ako už bolo prv uvedené, je funkciou výplňového materiálu predovšetkým vysoká účinnosť spätného získavania tepla. Má sa zato, že príspevok horúcich výplňových materiálov k oxidácii prchavých organických zlúčenín (VOC) je pomerne malý. Voľba a riadenie ventilov, používaných na prepínanie prietokov odpadových plynov z jedného poschodia kolóny do druhého, sa môže Stať významným činiteľom, ak sú požadované vysoké účinnosti premeny prchavých organických zlúčenín (VOC), väčšie ako 95 %.The destruction of volatile organic compounds (VOCs) in regenerative systems is mainly due to thermal oxidation. The rate of oxidation depends on the type of compound, temperature, residence time, and airflow distribution. The distribution of the air flow through the combustion zone and the design of the burners are crucial for high conversion. As already mentioned, the function of the filler material is primarily a high heat recovery efficiency. It is believed that the contribution of hot filler materials to the oxidation of volatile organic compounds (VOCs) is relatively small. The selection and control of the valves used to switch off-gas effluent from one column floor to the other can be a significant factor if high volatile organic compound (VOC) conversion efficiencies of greater than 95% are required.
Synchronizácia ventilov a netesnosti môžu prispieť k nižšej celkovej deštrukcii prchavých organických zlúčenín (VOC). Životnosť môže byť závažná pri vyšších prevádzkových teplotách potrebných pre tepelnú oxidáciu.Valve synchronization and leakage can contribute to a lower overall destruction of volatile organic compounds (VOCs). The service life can be severe at higher operating temperatures required for thermal oxidation.
použití katalytických vrstiev v regeneratívnych systémoch na deštrukciu prchavých organických zlúčenín (VOC) existujú rôzne správy.There are various reports of the use of catalytic layers in regenerative systems for the destruction of volatile organic compounds (VOCs).
V americkom patentovom spise číslo 3 870474 sa pojednáva o použití trojkolónového regenerátora, podobnej schémy ako na obr. 1 a 2. Systém spaľovacej pece zahrňuje prostriedky na prefukovanie kolóny zapáchajúceho alebo nespracovaného vzduchu alebo plynu a na spätné zavádzanie vyplachovacieho vzduchu späť do systému kvôli odstráneniu nečistôt pred vypustením do atmosféry. Vyplachovací vzduch sa mieša s hlavným prúdom výfukového vzduchu a vháňa sa do spaľovacej komory, kde sa nečistoty oxidujú. V stĺpci 6 na riadku 3 zmieneného patentového spisu sa uvádza, že do najteplejšej časti regenerátora je možno prípadne umiestiť vhodný katalyzátor spaľovania ako vodorovnú vrstvu alebo ako súčasť výplňového materiálu regenerátora vo vodorovnej vrstve. V patentovom spise sa však nepojednáva o premene regeneratívného materiálu na katalyzátor namáčacím povliekanim výplne katalytickou patentovom spise číslo 365262 zbavovania plynu obsahujúceho vrchnou vrstvou. V európskom sa uvádza spôsob plynulého kyslík spáliteľných nečistôt procesom tepelného a/alebo katalytického spaľovania a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu, v ktorého priebehu sa získava späť aspoň časť spaľovacieho tepla regeneratívnym výmenníkom tepla v dvoch stabilných, v podstate identických zónach, tvorených pevným teplozmenným materiálom a oddelených spalovacou komorou. Výfukový vzduch prechádza oboma zónami výmenníka tepla a zmysel prietoku zónami sa periodicky obracia tak, že dve zóny sa alternatívne zahrievajú a ochladzujú v 1- až 30-minútových intervaloch. V spise popísaný aparát vyžaduje v podstate súmerný reaktor, majúci stredovú spaľovaciu komoru (so zdrojom tepla) a ventilmi riadené potrubie na odvádzanie spalín do komínu. Dve identické vrstvy výmenníka tepla sú umiestnené po oboch stranách spaľovacej komory, vrstvou. Tiež v prípadne od komory oddelené katalytickou tomto patentovom spise nie je zmienka o povliekaní časti alebo všetkého regeneratívneho výplňového materiálu ako katalyzátorom tak adsorbentom.U.S. Pat. No. 3,870,474 discloses the use of a three-column regenerator, similar to that shown in FIG. 1 and 2. The incinerator system includes means for purging a column of odorous or untreated air or gas and for re-introducing the purge air back into the system to remove impurities prior to discharge into the atmosphere. The purge air is mixed with the main exhaust air stream and blown into the combustion chamber where the impurities are oxidized. Column 6 on line 3 of the aforementioned patent discloses that, in the hottest part of the regenerator, a suitable combustion catalyst may optionally be placed as a horizontal layer or as part of the restorative filler material in the horizontal layer. However, the patent does not disclose the conversion of regenerative material to a catalyst by soaking the filler with catalytic patent specification 365262 of degassing the top layer. The European patent discloses a process for the continuous oxygen burning of impurities by a thermal and / or catalytic combustion process and an apparatus for carrying out the process, during which at least a portion of the combustion heat is recovered by a regenerative heat exchanger in two stable, substantially identical zones formed by a solid heat exchange material; separated by the combustion chamber. Exhaust air passes through both heat exchanger zones, and the sense of flow through the zones is periodically reversed so that the two zones alternatively heat and cool at 1-30 minute intervals. The apparatus described above requires a substantially symmetrical reactor having a central combustion chamber (with heat source) and valve-controlled ducts for venting the flue gas to the chimney. Two identical layers of heat exchanger are located on both sides of the combustion chamber, a layer. Also, in the optionally separated catalytic chamber of this patent, there is no mention of coating some or all of the regenerative filler material with both the catalyst and the adsorbent.
Americký patentový spis číslo 4 770857 popisuje zariadenie na katalytickú reakciu plynov, pozostávajúce z ohrevu reaktívneho plynu jeho prechádzaním vrstvou regeneratívneho materiálu, prítomného v prvej časti prvého stupňa a potom prechádzaním zahriateho reaktívneho plynu pevným katalyzátorom. Plyny môžu byť vedené radom vrstiev obsahujúcich katalyzátor a regeneratívnu výplň s usmernením prietokov odpadových plynov na maximalizáciu účinnosti prestupu tepla. Katalyzátory sú vyzrážané na nosičoch v podobe napríklad extrudátov alebo tabliet. Výplňovým hlinitého bežne používaných tvarov. Patentový spis uvádza, že teplozmenným materiálom je keramika oxidu kremičitého a/alebo katalytický materiál samotný môže byť použitý ako teplozmenný materiál; nepojednáva však o teplozmennom materiáli povlečenom katalyzátorom. Ako o tom bude pojednané ďalej v popise vynálezu, prednosťou použitia teplozmenného materiálu ako nosiča katalyzátora je významne vyšší dosahovaný prestup tepla vrstvy.U.S. Pat. No. 4,770,857 discloses a catalytic gas reaction apparatus comprising heating a reactive gas by passing it through a layer of regenerative material present in the first portion of the first stage and then passing the heated reactive gas through a solid catalyst. The gases may be passed through a series of layers comprising a catalyst and a regenerative filler with directional exhaust gas flow to maximize heat transfer efficiency. The catalysts are precipitated on supports in the form of, for example, extrudates or tablets. Fill aluminum commonly used shapes. The patent discloses that the heat transfer material is a silica ceramic and / or the catalytic material itself can be used as a heat transfer material; it does not, however, refer to a catalyst-coated heat transfer material. As will be discussed further in the description of the invention, the advantage of using the heat transfer material as the catalyst support is the significantly higher heat transfer of the layer.
V nasledujúcej časti regeneratívnych systémov z výfukových plynov. Tieto sú popísané rôzne typy používaných na odstraňovanie oxidov dusíka systémy sú zamerané na technológiuIn the following part of the regenerative exhaust systems. These are described various types used for nitrogen oxide removal systems are technology oriented
DeNOx, ktorá zahrňuje významne odlišné prietoky plynov a ich zloženie. Používajú sa napríklad v systémoch tepelných centrál, kde ide o velmi veľké prietoky predhriateho vzduchu a odpadových plynov. Odpadové plyny obsahujú všeobecne častice popola a významnou snahou je, aby sa teplozmenný materiál pohyboval asi tak, aby mohli byť odstránené všetky častice popola, ktoré by mohli povliecť častice teplozmenného materiálu a urobiť ich neaktívnymi. Odpadové plyny obsahujú tiež katalyzátorové jedy (ako sú alkálie a oxidy alkalických zemín, ťažké kovy, atď.) a do týchto pohybujúcich sa systémov sa preto plynulé pridávajú upravovacie katalyzátory. V prípade vyhotovenia, kedy sa častice systémom pohybujú, sú častice zvyčajne guľové, aby sa uľahčil ich pohyb. Zvyčajne sa nepoužívajú navzájom prepojené krúžky alebo sedielka ako u statických lôžok na deštrukciu prchavých organických zlúčenín (VOC).DeNOx, which includes significantly different gas flows and their composition. They are used, for example, in district heating systems where very large flows of preheated air and waste gases are involved. Waste gases generally contain ash particles and an important effort is to move the heat transfer material about so that all ash particles that can coat the heat transfer material particles and render them inactive can be removed. The waste gases also contain catalyst poisons (such as alkali and alkaline earth oxides, heavy metals, etc.) and therefore treatment catalysts are continuously added to these moving systems. In embodiments where the particles move through the system, the particles are typically spherical to facilitate their movement. Usually, interconnected rings or saddles are not used, as in static beds for the destruction of volatile organic compounds (VOCs).
Americký patentový spis číslo 4 940567 popisuje zariadenie na redukovanie oxidov dusíka z odpadových plynov v dvojdielnom zvislom výmenníku tepla, ktorý je prestúpený zhora nadol mnohými katalytický aktívnymi, oddelene pohyblivými prvkami na akumuláciu tepla. V prvom zvislom výmenníku tepla sa odpadový plyn predhrieva teplom odovzdávaným recyklovanými prvkami k akumulácii tepla. V druhej časti výmenníka tepla sa redukujú oxidy dusíka za prítomnosti pridávaného amoniaku a prvkov k akumulácii tepla, ktoré sú katalytický aktívne. Pohyblivý katalyzátor môže byť vybraný a nahradený čerstvým alebo regenerovaným katalyzátorom kvôli udržaniu konštantnej účinnosti redukcie oxidov dusíka. Pretože ide v zásade o ochranu zariadenia, pojednáva sa málo o špecifických katalytických materiáloch a neuvádza sa, ako sa nanášajú na teplozmenné častice. V nemeckom patentovom spise číslo 3 335917 je v stĺpci 1 odkaz na teplozmenný materiál s katalytickým povlakom. Zodpovedajúcim patentovým spisom je americký patentový spis číslo 4 602673. Avšak, ako bude ďalej uvedené, nepopisuje sa špecifická povaha katalyzátora. Pretože ide o zariadenie pre postup DeNOx, pohybujú sa častice katalyzovaných teplozmenných výplní DeNOx trvalo z jednej časti zariadenia do druhej kvôli hore uvedeným dôvodom. Takýto systém je významne odlišný od nanášania katalyzátorom povlečených teplozmenných výplní VOC podía tohto vynálezu, ktoré zostávajú pri použitom spôsobe v kolóne v pokoji.U.S. Pat. No. 4,940,557 discloses an apparatus for reducing nitrogen oxides from waste gases in a two-part vertical heat exchanger that is permeated from top to bottom by a number of catalytically active, separately movable heat storage elements. In the first vertical heat exchanger, the waste gas is preheated by the heat transferred by the recycled elements to heat storage. In the second part of the heat exchanger, nitrogen oxides are reduced in the presence of added ammonia and heat storage elements which are catalytically active. The mobile catalyst can be selected and replaced with fresh or regenerated catalysts to maintain a constant nitrogen oxide reduction efficiency. Since this is essentially a device protection, few specific catalyst materials are discussed and how they are applied to the heat exchange particles. In German patent 3 335917, column 1 refers to a heat-exchange material with a catalytic coating. The corresponding patent is U.S. Patent No. 4,602,667. However, as will be discussed below, the specific nature of the catalyst is not described. Because it is a DeNOx process, the catalyzed DeNOx catalysed particles are constantly moving from one part of the device to another for the above reasons. Such a system is significantly different from the deposition of the catalyst-coated VOC heat transfer packs of the present invention, which remain stationary in the column used in the process.
Americký patentový spis číslo 4 602673 pojednáva o otáčavom kole predhrievača vzduchu, v ktorom sa teplozmenné elementy z nehrdzavejúcej ocele v teplom konci ohrievača vzduchu povliekajú katalyzátorom. Nárokuje sa tu priorita z nemeckého patentového spisu číslo 3 335917, o ktorom sa pojednáva v americkom patentovom spise číslo 4 940567. Horúce odpadové plyny pretekajú cez horúci katalyzátor a za prítomnosti vopred injektovaného amoniaku sa oxidy dusíka redukujú na dusík a vodu. To opäť patrí do technológie DeNOx. Teplozmenné elementy, ktoré sú zahrievané horúcim odpadovým plynom, rotujú vo vnútri chladnej strany vzduchu a predhrievajú vzduch vstupujúci do tepelnej centrály. Odlišným význakom tohto vynálezu je, že koše predhrievača vzduchu obsahujúce katalyzátorom povlečené elementy, predstavujú monolitickú štruktúru, ktorá sa trvalo otáča medzi horúcou výfukovou stranou a stranou chladného vzduchu. Nevzťahuje sa ku kolónam s výplňami na znižovanie obsahu prchavých organických zlúčenín.U.S. Pat. No. 4,602,663 discloses a rotary wheel of an air preheater in which the heat exchange elements of stainless steel are coated with a catalyst in the warm end of the air heater. Priority is claimed from German Patent No. 3,359,517, which is discussed in U.S. Patent No. 4,940,557. Hot exhaust gases flow through a hot catalyst and, in the presence of pre-injected ammonia, nitrogen oxides are reduced to nitrogen and water. This again belongs to DeNOx technology. The heat transfer elements, which are heated by the hot exhaust gas, rotate inside the cold side of the air and preheat the air entering the heat center. A different feature of the present invention is that the air preheater baskets containing catalyst-coated elements represent a monolithic structure that rotates continuously between the hot exhaust side and the cold air side. It does not apply to packed columns to reduce the volatile organic compound content.
Americký patentový spis číslo 5 145652 pojednáva o podobnom otáčavom kole predhrievača vzduchu. Rotujúci regeneratívny výmenník tepla má prvú vrstvu teplo akumulujúcej hmoty, za ktorou nasleduje druhá vrstva teplozmenného, teplo akumulujúceho materiálu, ktorého povrch je opatrený katalytický aktívnymi zlúčeninami. Odlišujúcim význakom tohto vynálezu je opäť, že katalyzátorom povlečené prvky predstavujú monolitickú štruktúru, ktorá sa trvalé otáča medzi horúcou výfukovou stranou a vstupnou stranou chladného odpadového plynu.U.S. Pat. No. 5,146,552 discloses a similar rotary wheel of an air preheater. The rotating regenerative heat exchanger has a first layer of heat-storing mass followed by a second layer of heat-exchange, heat-storing material, the surface of which is provided with catalytically active compounds. A distinguishing feature of the present invention is again that the catalyst-coated elements represent a monolithic structure that rotates continuously between the hot exhaust side and the cold exhaust gas inlet side.
Tieto patenty systémov DeNOx s pohyblivými teplozmennými iThese patents of DeNOx systems with movable heat exchangers i
i materiálmi a malá charakterizácia katalytických zlúčenín a formulácií nepredstavujú žiadne priemyselné vyriešenie výroby zlepšených regeneratívnych stacionárnych výplňových materiálov na znižovanie obsahu prchavých organických zlúčenín v odpadových plynoch priemyselných a chemických závodov.Even the materials and the small characterization of the catalyst compounds and formulations do not represent any industrial solution for the production of improved regenerative stationary filler materials to reduce the volatile organic compound content in the waste gases of industrial and chemical plants.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Regeneratívnyý výplňový materiál na použitie pri odbúravaní prchavých organických zlúčenín je podlá vynálezu tvorený teplozmennými výplňovými štruktúrami povlečenými vrstvou reaktívneho povlaku obsahujúceho katalyzátor alebo adsorbent.In accordance with the invention, the regenerative filler material for use in degrading volatile organic compounds is comprised of heat-exchange filler structures coated with a layer of a reactive coating containing a catalyst or adsorbent.
Regeneratívny výplňový materiál na použitie pri odbúravaní prchavých organických zlúčenín je podlá vynálezu tiež tvorený teplozmennými výplňovými štruktúrami povlečenými vrstvou reaktívneho povlaku obsahujúceho katalyzátor alebo adsorbent, určený na deštrukciu prchavých organických zlúčenín.The regenerative filler material for use in the degradation of volatile organic compounds is also according to the invention also comprised of heat-exchange filler structures coated with a layer of a reactive coating containing a catalyst or adsorbent for destruction of volatile organic compounds.
Podstatou vynálezu ďalej je spôsob opatrovania vonkajších povrchov regeneratívnych výplňových materiálov reaktívnym povlakom obsahujúcim katalyzátor alebo adsorbent určený na deštrukciu prchavých organických zlúčenín.The present invention further provides a method of providing the outer surfaces of regenerative filler materials with a reactive coating comprising a catalyst or adsorbent for destruction of volatile organic compounds.
Ďalej je podstatou vynálezu optimálne uloženie týchto povlečených prvkov buď spoločne alebo oddelene vo vnútri regeneratívnej kolóny.It is further an object of the invention to optimally accommodate these coated elements either together or separately within the regenerative column.
Ďalej je podstatou vynálezu zabudovanie niekolkých rôznych katalytických formulácií do regeneratívnej kolóny.It is a further object of the present invention to incorporate several different catalyst formulations into a regenerative column.
Ďalej je podstatou vynálezu zabudovanie niekoľkých rôznych formulácií adsorbentu do regeneratívnej kolóny.It is a further object of the invention to incorporate several different adsorbent formulations into a regenerative column.
Ďalej je podstatou vynálezu optimálne uloženie každej z formulácií katalyzátora a adsorbentu na maximalizáciu premeny VOC a rekuperácie tepla vo vrstvách a k minimalizácii úniku VOC ventilmi.Further, it is an object of the invention to optimally store each of the catalyst and adsorbent formulations to maximize VOC conversion and heat recovery in layers and to minimize leakage through VOC valves.
Vynález bližšie objasňuje nasledujúci popis a pripojené výkresy.The invention is illustrated in more detail by the following description and the accompanying drawings.
Na obr. 1 je znázornený regeneratívny systém vo svojom navrhnutom stave po prvom spustení.In FIG. 1 shows the regenerative system in its designed state after first start-up.
Na obr. 2 je naznačený spôsob prepínania prietoku plynu po prevádzkovej perióde.In FIG. 2 shows a method for switching the gas flow over an operating period.
V oboch prípadoch majú vzťahové značky nasledujúci význam:In both cases the reference numerals have the following meaning:
prvá kolóna, 2 druhá kolóna, 3. tretia kolóna, 4 horák. V prvej kolóne 1 dochádza podlá obr. 1 k ohrevu plynu, v druhej kolóne ku chladeniu plynu a v tretej kolóne 2 k preplachovaniu. V prvej kolóne 1 dochádza podlá obr. 2 k preplachovaniu, v druhej kolóne 2. k ohrevu plynu a v tretej kolóne 3. ku chladeniu plynu.first column, 2 second column, 3rd third column, 4 burner. In the first column 1, according to FIG. 1 for gas heating, in the second gas cooling column and in the third purge column 2. In the first column 1, according to FIG. 2 for purging, in the second column 2 for heating the gas and in the third column 3 for cooling the gas.
Podlá vynálezu sa teda pripravujú zlepšené výplňové materiály opatrovaním vonkajších povrchov regeneratívnych teplozmenných výplňových štruktúr reaktívnym povlakom, obsahujúcim katalyzátor alebo adsorbent. Povlečené materiály sa vkladajú do stacionárnych kolón regeneratívného systému spôsobom, ktorý zaisťuje ako zníženie znečisťujúcich látok v ovzduší, tak prevádzkové výhody.Accordingly, improved filler materials are prepared according to the invention by providing the outer surfaces of the regenerative heat exchange filler structures with a reactive coating comprising a catalyst or adsorbent. The coated materials are loaded into the stationary columns of the regenerative system in a manner that provides both a reduction in air pollutants and operational benefits.
Vynález bližšie objasňuje popis jeho výhodného vyhotovenia.The invention is illustrated in more detail by a description of a preferred embodiment thereof.
Závislosť účinnosti deštrukcie VOC na konštrukcii spalovacej pece možno znížiť začlenením katalyzátora ako súčasti regeneratívnych náplní kolón z dvoch dôvodov: (a) teraz sú nevyhnutné na oxidáciu prchavých organických zlúčenín (VOC) nižšej priemernej teploty; vrcholová teplota a doba zotrvania na tejto teplote majú teraz menší význam v určovaní účinnosti odbúrania a (b) prevádzka za nižšej teploty zlepšuje funkciu a životnosť ventilových zariadení. Oba tieto faktory prispievajú k nižším materiálovým a prevádzkovým nákladom, čím zlepšujú ekonómiu prevádzky. Výsledkom je, že mnohé patentové návrhy pojednávajú o zavedení vrstvy katalyzátora do regeneratívneho systému.The dependence of the VOC destruction efficiency on the furnace design can be reduced by incorporating the catalyst as part of the regenerative packings of the columns for two reasons: (a) they are now essential for the oxidation of volatile organic compounds (VOCs) at lower average temperatures; peak temperature and residence time at this temperature are now of less importance in determining degradation efficiency, and (b) lower temperature operation improves the function and durability of the valve devices. Both of these factors contribute to lower material and operating costs, thus improving operation economics. As a result, many patent proposals discuss the introduction of a catalyst layer into a regenerative system.
Účinnosť katalytickej vrstvy závisí na zložení odpadových plynov a na prietočnej rýchlosti, teplote, geometrii reaktora a na vlastnostiach katalyzátora. Pokial ide o teplozmenné výplne, patrí k rozhodujúcim vlastnostiam podiel dutín a tvar a velkosť častíc katalyzátora. Tieto vlastnosti určujú súčinitel vonkajšieho prenosu hmoty a pokles tlaku. Súčinitel vonkajšieho prenosu hmoty určuje hornú medzu účinnosti konverzie. Menšie častice katalyzátora majú opäť vyššiu účinnosť, obmedzovanú prenosom hmoty, ale tiež väčší pokles tlaku. Inými významnými katalytickými vlastnosťami sú typ katalyzátora, obsah katalytických kovov a pórovitá štruktúra katalyzátora.The efficiency of the catalyst layer depends on the composition of the off-gases and the flow rate, temperature, reactor geometry and catalyst properties. In the case of heat exchange fillers, the decisive properties include the void content and the shape and size of the catalyst particles. These properties determine the external mass transfer coefficient and the pressure drop. The external mass transfer coefficient determines the upper limit of conversion efficiency. The smaller catalyst particles again have a higher efficiency, limited by mass transfer, but also a greater pressure drop. Other important catalytic properties are the type of catalyst, the catalytic metal content and the porous structure of the catalyst.
Je známe, že mnohé katalyzátory na báze ušľachtilých kovov a bázických kovov účinne oxidujú prchavé organické zlúčeniny (VOC). Pri vyšších teplotách (typických u katalyzátorov pre oxidáciu VOC) je rýchlosť reakcie v katalytických miestach (ktoré sú dispergované na veľkom povrchu poréznej častice) značne vyššie ako rýchlosť, akou prchavé organické zlúčeniny (VOC) difundujú do porézneho katalyzátora; preto prebieha oxidácia v úzkej zóne okolo vonkajšieho povrchu častíc. Obidva tieto dôvody a ekonómia prevádzky si vynucujú umiestnenie katalyzátora v úzkej obálke (menej ako 100 mikrometrov) okolo vonkajších povrchov častíc. Pre automobilové výfukové katalyzátory bola vyvinutá technológia impregnácie kovmi vo vrstve priliehajúcej k vonkajšiemu povrchu peliet, ako je pracovníkom v odbore dobre známe.Many noble metal and base metal catalysts are known to effectively oxidize volatile organic compounds (VOCs). At higher temperatures (typical of VOC oxidation catalysts), the rate of reaction at the catalytic sites (which are dispersed over a large surface of the porous particle) is considerably higher than the rate at which volatile organic compounds (VOCs) diffuse into the porous catalyst; therefore, oxidation takes place in a narrow zone around the outer surface of the particles. Both these reasons and the economics of operation necessitate placing the catalyst in a narrow envelope (less than 100 microns) around the outer surfaces of the particles. For automotive exhaust catalysts, metal impregnation technology has been developed in a layer adjacent the outer surface of the pellets, as is well known to those skilled in the art.
Častice katalyzátorov majú veľký vnútorný povrch a vysokú porozitu. Dôsledkom ich vysokej porozity je ich nízka tepelná kapacita a nízka tepelná vodivosť a hodia sa tak na použitie ako teplozmenné výplne. Teplozmenné výplne na druhej strane majú nízku porozitu a malý vnútorný povrch a ako katalyzátor sa nehodia. Porovnanie pórov a tepelných vlastností je v tabuľke IV.The catalyst particles have a large inner surface and a high porosity. The consequence of their high porosity is their low heat capacity and low thermal conductivity, making them suitable for use as heat exchange fillers. Heat exchange fillings, on the other hand, have a low porosity and a small internal surface and are not suitable as a catalyst. A comparison of pores and thermal properties is given in Table IV.
Tabuľka IV Typické vlastnosti teplozmenných výplní a katalyzátorovTable IV Typical properties of heat exchange fillers and catalysts
Teplozmenné výplň KatalyzátorCatalyst
Vlastnosti pProperties p
Porozita cm3 Porosity cm 3
Povrch BET m órov /cm3 VgBET surface area / cm 3 Vg
0.001 - 0.0030.001 - 0.003
0-20-2
0.4 - 0.80.4 - 0.8
- 300- 300
Tepelné vlastnosti (e 500 °K)Thermal properties (e 500 ° K)
Merné teplo na jednotku objemuSpecific heat per unit volume
J/cm3 °KJ / cm 3 ° K
Tepelná vodivosť W/cm °KThermal conductivity W / cm ° K
2,514 - 3.7712,514 - 3,771
0.2 - 0.40.2 - 0.4
0.7123-2.0950.7123-2.095
0.007-0.0650007-0065
Značne rozdielne vlastnosti teplozmenných výplní a katalyzátorov možno kombinovať nanesením tenkého reaktívneho povlaku na keramické teplozmenné výplne. Povlak udeľuje porozitu a povrch BET, potrebný na dispergovanie katalytických miest. Ďalej objem povlaku v porovnaní s objemom teplozmennej výplne je malý. Napríklad náter je len 2,3 % objemu keramickej guličky s priemerom 12,7 mm, povlečenej vrstvou o hrúbke 50 mikrometrov. Reaktívny náter má preto zanedbateľný vplyv na tepelné vlastnosti keramickej výplne. Takýto materiál má tiež žiaduce katalytické a tepelné vlastnosti.Significantly different properties of heat transfer fillers and catalysts can be combined by applying a thin reactive coating to ceramic heat transfer fillers. The coating imparts the porosity and BET surface needed to disperse the catalytic sites. Furthermore, the volume of the coating is small compared to the volume of the heat transfer filler. For example, the coating is only 2.3% of the volume of a 12.7 mm diameter ceramic ball coated with a 50 micron thick layer. The reactive coating therefore has a negligible effect on the thermal properties of the ceramic filler. Such a material also has desirable catalytic and thermal properties.
Spôsob nanášania reaktívneho povlaku je pracovníkom v odbore výroby monolitických automobilových katalyzátorov a katalyzátorov so stacionárnym zdrojom dobre známy. U takýchto katalyzátorov môže byt vrstva katalytických materiálov nanášaná na steny kanálikov v inertnom monolite. Jedným príkladom inertnej monolitickej štruktúry je kordieritový monolit vyrábaný spoločnosťou Corning Corp. Technológia nanášania reaktívnych povlakov sa za roky zdokonalila. Porézna štruktúra reaktívneho náteru bola optimalizovaná na dosiahnutie vysokej katalytickej účinnosti po dobu životnosti katalyzátora. Napríklad americký patentový spis číslo 4 771029 uvádza, ako možno optimalizovať hrúbku reaktívneho povlaku na dosiahnutie maximálnej účinnosti v prítomnosti katalyzátorového jedu, ako je napríklad fosfor.The method of applying a reactive coating is well known to those skilled in the art of producing monolithic automotive catalysts and stationary source catalysts. In such catalysts, the catalyst material layer may be applied to the channel walls in an inert monolith. One example of an inert monolithic structure is the cordierite monolith manufactured by Corning Corp. Reactive coating technology has improved over the years. The porous structure of the reactive coating has been optimized to achieve high catalytic efficiency over the life of the catalyst. For example, U.S. Pat. No. 4,771,929 discloses how the thickness of a reactive coating can be optimized to achieve maximum efficiency in the presence of a catalyst poison such as phosphorus.
Technológia nanášania reaktívnych povlakov s nepravidelnými časticovými štruktúrami, ako sú teplozmenné výplne, nebola vyvinutá a praktizovaná u stacionárnych pevných vrstiev alebo kolón. Úlohou tohto vynálezu je vyriešiť povliekanie štruktúry katalyzátorom alebo adsorbentom a použiť ich ako teplozmenný materiál. Takéto kompozitové materiály, ako bolo o nich hore pojednané, budú mať tepelné vlastnosti požadované pre účinný prestup tepla. V skutočnosti môžu mať materiály účinnosť prestupu tepla vyššiu ako konvenčné výplňové materiály z nasledujúcich dôvodov. U bežných výplni je miera prestupu tepla súčinom súčiniteľa prestupu tepla, pomeru vonkajšieho povrchu k objemu a rozdielu teplôt medzi plynom a pevnou látkou. To platí tiež pre katalyzátorové výplne; avšak zatiaľ čo sa očakáva, že u katalyzovaných výplní bude teplota plynu nižšia, bude exotermické teplo uvoľnené oxidáciou prchavých organických zlúčenín (VOC) vo vrstve reaktívneho povlaku využité účinne na vnútorné zahrievanie inertnej keramiky in situ.The technology of applying reactive coatings with irregular particle structures, such as heat exchange fillings, has not been developed and practiced with stationary solid layers or columns. The object of the present invention is to solve the coating of a structure with a catalyst or adsorbent and to use it as a heat exchange material. Such composite materials, as discussed above, will have the thermal properties required for efficient heat transfer. In fact, the materials may have a heat transfer efficiency higher than conventional filler materials for the following reasons. For conventional fillers, the heat transfer rate is the product of the heat transfer coefficient, the outer surface to volume ratio, and the temperature difference between the gas and the solid. This also applies to catalyst fillings; however, while catalyzed fillers are expected to have a lower gas temperature, the exothermic heat released by oxidation of volatile organic compounds (VOCs) in the reactive coating layer will be used effectively to internally heat the inert ceramic in situ.
Prednosti môžu byť odvodené tiež z povliekania keramických teplozmenných výplní adsorbčnými materiálmi, ktoré sú v odbore dobre známe. Takéto materiály môžu fungovať na prestup tepla a adsorbovanie prchavých organických zlúčenín (VOC) a/alebo na zachytávanie potenciálnych jedov katalyzátora. Medzi výhody vyplývajúce z používania takýchto materiálov patrí predĺženie životnosti katalyzátora a nižšia emisia prchavých organických zlúčenín (VOC) a katalyzátorových jedov do ovzdušia.Advantages may also be derived from the coating of ceramic heat transfer fillers with adsorbent materials well known in the art. Such materials can function to heat transfer and adsorb volatile organic compounds (VOCs) and / or to capture potential catalyst poisons. Advantages of using such materials include prolonging the life of the catalyst and lower emissions of volatile organic compounds (VOCs) and catalyst poisons into the atmosphere.
Povlečené teplozmenné materiály zaujímajú od účinného množstva až do 100 %, vzťahujúc na výplňové elementy ako celok v každej kolóne.The coated heat transfer materials occupy from an effective amount of up to 100%, relative to the filler elements as a whole in each column.
Reaktívny povlak môže obsahovať rozmanité katalytické prísady, nesené veíkým povrchom anorganických oxidov. Medzi katalytické prísady patria, bez toho, aby boli na ne obmedzené, vzácne ušľachtilé (ako je napríklad platina, paládium, ruténium, irídium a rénium) a oxidy bázických kovov (ako sú napríklad oxid manganičitý, chromitý, ceričitý, meďnatý, vanadičný a oxid volfrámový). Nosičmi s veľkým povrchom sú napríklad oxid hlinitý, oxid titaničitý, hlinka, zeolity a uhlie.The reactive coating may contain a variety of catalyst additives supported by a large surface area of inorganic oxides. Catalyst additives include, but are not limited to, rare noble species (such as platinum, palladium, ruthenium, iridium and rhenium) and basic metal oxides (such as manganese dioxide, chromium, cerium, copper, vanadium and vanadium oxide). tungsten). Large surface carriers are, for example, alumina, titanium dioxide, clay, zeolites and coal.
Reaktívne povlaky môžu obsahovať adsorbenty, ktoré sú na vonkajšom povrchu držané väzobnými prostriedkami, známymi pracovníkom v odbore. Medzi adsorbenty patri aktívne uhlie, zeolity (napríklad kovové katexy), hlinky, oxid kremičitý, oxid hlinitý a ich kombinácie. Väzobnými materiálmi sú oxid hlinitý, oxid kremičitý, hlinky a soli obsahujúce tieto zlúčeniny.Reactive coatings may contain adsorbents which are held on the outer surface by binding agents known to those skilled in the art. Adsorbents include activated carbon, zeolites (e.g., metal cation exchangers), clays, silica, alumina, and combinations thereof. Binding materials are alumina, silica, clays and salts containing these compounds.
Teplozmenné média podía vynálezu sa umiestňujú do kolón v miestach s teplotu 204 až 871 °C, pričom výhodnou teplotou pre umiestnenie katalyzátora je 260 až 648 °C a na umiestnenie adsorbentu 204 až 871 °C.The heat transfer media of the invention are placed in columns at a temperature of 204-871 ° C, with a preferred temperature for the catalyst to be placed at 260 to 648 ° C and for the adsorbent to be placed at 204 to 871 ° C.
Výhodným usporiadaním kolóny s niekoľkými rôznymi katalytickými formuláciami by bolo použitie katalyzátora majúceho vysokú tepelnú stálosť dispergovaného na veľkom povrchu modifikovaného nosiča z anorganického oxidu (ako je stabilizovaný gama oxid hlinitý s kombináciou paládium/vzácne zeminy) v častiach kolóny s vyššou teplotou, za ktorým by nasledovala kombinácia katalyzátor - nosič so strednou tepelnou stálosťou (ako je platina a/alebo paládium alebo gama - oxid hlinitý) a potom by nasledoval katalyzátor bázického kovu, majúci vynikajúcu oxidačnú aktivitu pri nízkych teplotách, na nosiči s velkým povrchom (ako je oxid chromítý/gama oxid hlinitý alebo zeolit) na konci kolóny s nízkou teplotou, atď. Objem každej formulácie by sa optimalizoval k vyhoveniu potrebám aplikácie s formuláciami v podobe povlakov alebo spolu zmiešanými.A preferred arrangement of the column with several different catalytic formulations would be to use a catalyst having high thermal stability dispersed over a large surface of a modified inorganic oxide support (such as stabilized gamma alumina with a palladium / rare earth combination) in higher temperature portions of the column followed by catalyst-carrier medium heat stability combination (such as platinum and / or palladium or gamma-alumina) followed by a base metal catalyst having excellent low temperature oxidation activity on a large surface support (such as chromium oxide / gamma alumina or zeolite) at the end of the low temperature column, etc. The volume of each formulation would be optimized to meet the needs of application with the formulations in the form of coatings or mixed together.
Výhodným usporiadaním kolóny s niekolkými rôznymi katalytickými formuláciami tvorenými hydrofóbnymi adsorbentmi (ako je napríklad odhliníkovaný zeolit Y. silikalit ZSM-5 s vysokým pomerom kremíka k hliníku) a hydrofilnými adsorbentmi (napríklad zmesi oxidov kovov, hlinky, morderit, Na - Y), kde objem a umiestnenie formulácie adsorbentu sa optimalizujú na minimalizáciu úniku desorbovaných uhľovodíkov ventilmi. Adsorbenty by mohli byť navzájom zmiešané v povlaku alebo povlečené oddelene. Adsorpčné materiály s vyššou kapacitou by moli byť umiestnené do chladnejších sekcií kolóny.A preferred arrangement of the column with several different catalytic formulations consisting of hydrophobic adsorbents (such as aluminized Y. silicate zeolite ZSM-5 with a high silicon to aluminum ratio) and hydrophilic adsorbents (for example, mixtures of metal oxides, clays, morderite, Na - Y) and the placement of the adsorbent formulation is optimized to minimize leakage of desorbed hydrocarbons through the valves. The adsorbents could be mixed with each other in the coating or coated separately. Higher capacity adsorbent materials should be placed in the cooler sections of the column.
Prídavné na oddelenie vyplnených kolón s rôznymi typmi práve katalytických formulácií alebo rôznych typov práve adsorbentných formulácií sa tiež odporúča použiť kombinácia formulácii adsorbentu a katalyzátora, ktorá môže byť optimalizovaná na maximálnu redukciu prchavých organických zlúčenín (VOC). V jednom vyhotovení sa do konca s vysokou teplotou umiestni hydrotermálne stabilný modifikovaný zeolit, alebo nosič kovu alebo oxidu kovu, aby fungoval ako lapač katalyzátorových jedov, za ktorým nasleduje katalyzátor s vysokou tepelnou stálosťou, nasledovaný katalyzátorom so strednou tepelnou stálosťou, nasledovaný nízkoteplotným katalyzátorom, nasledovaný adsorbentom obsahujúcim hydrofóbny zeolit na konci s nízkou teplotou, atď. Katalyzátory a adsorbenty môžu byť umiestnené buď oddelene vo vrstvách alebo spolu zmiešané.In addition to separating packed columns with different types of just catalytic formulations or different types of just adsorbent formulations, it is also recommended to use a combination of adsorbent and catalyst formulations that can be optimized to maximize the reduction of volatile organic compounds (VOCs). In one embodiment, a hydrothermally stable modified zeolite, or a metal or metal oxide support is placed at the high temperature end to act as a catalyst poison scavenger followed by a high thermal stability catalyst, followed by a medium thermal stability catalyst, followed by a low temperature catalyst, followed by adsorbent containing hydrophobic zeolite at the low temperature end, etc. The catalysts and adsorbents can be placed either separately in layers or mixed together.
Medzi výhody použitia povlečených výplní podľa vynálezu bez zámeru akéhokoľvek obmedzenia sa uvádzajú:The advantages of using the coated fillers according to the invention without intending to be limited thereto include:
(a) Nižšia prevádzková teplota a zvýšená prispôsobivosť spaľovacej operácie pri vysokých účinnostiach odbúrania prchavých organických zlúčenín (VOC). Medzi potenciálne prevádzkové výhody patria nižšie zriaďovacie náklady na l· spaľovaciu komoru a sústavu ventilov, nižšia cena palivaj (s možnosťou autotermálnej funkcie v závislosti naF koncentrácii VOC) a znížený vznik tepelných oxidov dusíkaf r v horáku.F (b) Menšie regeneratívne kolóny (alebo naopak, zvýšená kapacitaf prietoku odpadových plynov pre danú veľkosť kolóny).(a) Lower operating temperature and increased adaptability of the combustion operation at high volatile organic compound (VOC) removal efficiency. Potential operating benefits include lower installation costs for the combustion chamber and valve assembly, lower fuel costs (with the possibility of autothermal function depending on F VOC concentration) and reduced generation of thermal oxides of nitrogen in the burner.F (b) Smaller regenerative columns (or vice versa) , increased waste gas flow capacity for a given column size).
Exotermické teplo reakcie, generované v povlaku, sa účinnejšie využije na ohrev podložných výplní, a tým sa ďalej rozmery kolóny zmenšia.The exothermic heat of the reaction generated in the coating is used more efficiently to heat the bedding, thereby further reducing the column dimensions.
(c) Zvýšený rozpad odpadových prchavých organických zlúčenín (VOC) v dôsledku katalytickej oxidácie v zahrievacej a v ochladzovacej zóne a v horáku.(c) Increased decomposition of waste volatile organic compounds (VOCs) due to catalytic oxidation in the heating and cooling zones and in the burner.
(d) Dlhšie trvanie cyklu. To by malo viesť k nižším nákladom na údržbu a k zníženiu počtu tlakových vrcholov v priebehu plynulej prevádzky.(d) Longer cycle time. This should lead to lower maintenance costs and a reduction in pressure peaks during continuous operation.
(e) Znížené emisie prchavých organických zlúčenín (VOC) a potenciálnych katalyzátorových jedov, adsorbovaných v optimálne umiestnených výplniach s povlakom adsorbentu. Prítomnosť týchto materiálov tiež predĺži životnosť katalyzátoru.(e) Reduced emissions of volatile organic compounds (VOCs) and potential catalyst poisons adsorbed in optimally positioned adsorbent coated fillers. The presence of these materials will also extend the life of the catalyst.
Po popise základných híadísk vynálezu vynález ešte bližšie objasňujú nasledujúce príklady praktického vyhotovenia, ktoré však vynález nijako neobmedzujú.Having described the essential aspects of the invention, the following examples illustrate the invention in more detail, but do not limit it.
Príklady vyhotovenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Príklad 1Example 1
Príprava výplňového materiálu s reaktívnym povlakomPreparation of a reactive coated filler material
V hmotnostnom pomere 93 : 7 sa zmieša oxid hlinitý Catapal, majúci v dodávanom stave obsah 92,5 % pevných látok pri 800 ’C, s oxidom hlinitým Disperal, majúcim v dodávanom stave 77,5 % pevných látok pri 800 ’C. Pridá sa kyselina dusičná (v dodávanom stave - 70 % HNO3) v množstve 6,3 %, vzťahujúc k oxidu hlinitému, načo sa pridá deionizovaná voda kvôli dosiahnutiu obsahu pevných látok 30 %. Suspenzia sa mieša v gulovom mlyne 2 hodiny.In a weight ratio of 93: 7, alumina Catapal having a solids content of 92.5% solids at 800 ° C is mixed with alumina Disperal having a solids content of 77.5% solids at 800 ° C as supplied. Nitric acid (as supplied - 70% HNO 3 ) is added in an amount of 6.3%, based on alumina, and deionized water is added to achieve a solids content of 30%. The suspension was stirred in a ball mill for 2 hours.
Do suspenzie sa ponoria výplne Flexisaddle™ s veľkosťouFlexisaddle ™ size seals are immersed in the suspension
25,4 mm, a tým sa opatria reaktívnym náterom oxidu hlinitého v množstve 4,61 mg/cm2. Povlečená výplň sa vysuší vzduchom a potom sa kalcinuje pri 500 ’C po dobu 5 minút.25.4 mm, thus providing a 4.61 mg / cm 2 reactive alumina coating. The coated filler is air dried and then calcined at 500 ° C for 5 minutes.
Príklad 2Example 2
Príprava katalyzovaného výplňového materiáluPreparation of catalyzed filler material
Podlá príkladu 1 sa pripraví suspenzia obsahujúca oxid hlinitý. Pred miešaním v gulovom mlyne sa však pridajú roztoky dusičnanu paládia a amínu platiny v pomere Pd : Pt 1 : 3 na dosiahnutie celkového hmotnostného podielu ušľachtilých kovovAn aluminum oxide slurry is prepared according to Example 1. However, before mixing in a ball mill, palladium nitrate and platinum amine solutions are added in a ratio of Pd: Pt 1: 3 to achieve a total weight ratio of noble metals
1,3 %, vzťahujúc k reaktívnemu povlaku.1.3%, based on the reactive coating.
Do suspenzie sa ponoria výplne Flexisaddle™ s veľkosťouFlexisaddle ™ size seals are immersed in the suspension
25,4 mm, a tým sa opatria reaktívnym povlakom v množstve 4,61 mg/cm2. Pre hore popísanú kompozíciu je celkový nános 0,43 g ušľachtilých kovov na dm3 výplne. Spôsobom podlá príkladu 1 sa povlečená výplň vysuší vzduchom a potom sa kalcinuje pri 500 ’C po dobu 5 minút.25.4 mm, thereby providing a reactive coating of 4.61 mg / cm 2 . For the composition described above, the total deposit is 0.43 g noble metals per dm 3 of filler. By the method of Example 1, the coated filler was air dried and then calcined at 500 ° C for 5 minutes.
Príklad 3Example 3
Charakteristiky oxidácieOxidation characteristics
Kolóna majúca ložnú dĺžku 1,22 m, naplnená regeneratívnou výplňou Flexisaddle™ s veľkosťou častíc 25,4 mm s vonkajšími povrchmi povlečenými katalyzátorom majú geometrický povrch približne 22,33 dm2/dm3 a volný objem približne 70,8 %. Pri aplikácii účinnosti obmedzenej prenosom hmoty za použitia korelácií pre výplňové vrstvy podlá J. M. Smitha, Chemical Engineering Kinetics, 1970 a povrchovej rýchlosti 0,945 m/s sú vypočítané výsledky, ktoré by sa dosiahli, zostavené v tabuľke V.A column having a bed length of 1.22 m, packed with a 25.4 mm particle size Flexisaddle ™ regenerative pad with catalyst coated exterior surfaces has a geometric surface area of about 22.33 dm 2 / dm 3 and a free volume of about 70.8%. Applying mass transfer efficiency using correlations for padding layers according to JM Smith, Chemical Engineering Kinetics, 1970 and a surface speed of 0.945 m / s, the results to be obtained are calculated in Table V.
Tabuľka VTable V
1 Súčiniteľ prenosu hmoty za daných podmienok 2 LEL pri 0,1 MPa a teplote miestnosti 1 Mass transfer coefficient under given conditions 2 LEL at 0.1 MPa at room temperature
Údaje v tabuľke V dokladajú, že za ustálených podmienok, obmedzených prenosom hmoty, je možné odstrániť cez 99 % prchavých organických zlúčenín (VOC) vo vrstve katalyzovaného regeneratívného výplňového materiálu s dĺžkou 1,22 m. Je zrejmé, že predchádzajúci podrobný popis je mienený len ako ilustrácia a že sú možné mnohé obmeny bez odchýlenia od ducha vynálezu.The data in Table V shows that, under steady-state conditions, limited by mass transfer, over 99% of the volatile organic compounds (VOCs) in the 1.22 m catalyzed regenerative filler layer can be removed. It is to be understood that the foregoing detailed description is intended merely as an illustration and that many variations are possible without departing from the spirit of the invention.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Pripravujú sa vonkaj š ích povrchov štruktúr reaktívnym zlepšené výplňové materiály opatrovaním regeneratívnych teplozmenných výplňových povlakom, obsahujúcim katalyzátor alebo adsorbent. Povlečené materiály sa vkladajú do stacionárnych kolón regeneratívneho systému spôsobom, ktorý zaisťuje ako zníženie znečisťujúcich látok v ovzduší, tak prevádzkové výhody.External surface structures of the reactive improved filler materials are prepared by providing a regenerative heat exchange filler coating comprising a catalyst or adsorbent. The coated materials are loaded into stationary columns of the regenerative system in a manner that provides both a reduction of air pollutants and operational benefits.
Claims (28)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US7784093A | 1993-06-15 | 1993-06-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK66294A3 true SK66294A3 (en) | 1995-01-12 |
Family
ID=22140360
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK662-94A SK66294A3 (en) | 1993-06-15 | 1994-06-02 | Regenerating filling material, method of its preparing and using |
| SK73294A SK73294A3 (en) | 1993-06-15 | 1994-06-15 | Method of coating of heat-transfering filling material by cathalyst and/or adsorbent and method of using of these fillings in recuperation combustion systems |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK73294A SK73294A3 (en) | 1993-06-15 | 1994-06-15 | Method of coating of heat-transfering filling material by cathalyst and/or adsorbent and method of using of these fillings in recuperation combustion systems |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0629432A1 (en) |
| CZ (1) | CZ142194A3 (en) |
| HU (1) | HUT69307A (en) |
| SK (2) | SK66294A3 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996025224A1 (en) * | 1995-02-13 | 1996-08-22 | Salem Engelhard | Method for purifying exhaust from wood manufacturing processes |
| CA2223893A1 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Carmo Joseph Pereira | Heat exchange media in regenerative thermal oxidizers |
| MX9602147A (en) * | 1995-07-31 | 1997-08-30 | Ransburg Corp | Method for voc abatement and paint spray booth incorporating such method. |
| US6042795A (en) * | 1995-09-15 | 2000-03-28 | Engelhard Corporation | Methods and apparatus for treating waste gas streams from wood burning processes |
| US5919425A (en) * | 1995-09-21 | 1999-07-06 | Engelhard Corporation | Catalyzed packing material for regenerative catalytic oxidation |
| DE10250360A1 (en) * | 2002-10-29 | 2004-05-13 | Robert Bosch Gmbh | Afterburner and method for operating an afterburner |
| DE102015115933A1 (en) * | 2015-09-21 | 2017-03-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Apparatus and method for treating exhaust gases in individual room combustion systems |
| CN110327968B (en) * | 2019-08-08 | 2022-08-12 | 广东恒峰蓝环境工程有限公司 | Preparation method of catalyst for purifying volatile organic compounds |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3785778A (en) * | 1971-03-23 | 1974-01-15 | Smokontrol Corp | Smoke eliminating device |
| GB2037607B (en) * | 1978-12-13 | 1983-05-11 | Johnson Matthey Co Ltd | Heat exchangers |
| PL149165B1 (en) * | 1985-12-20 | 1990-01-31 | Polska Akademia Nauk Instytut | Method of catalytically purifying gases of low concentration of pollutants |
| IT1229572B (en) * | 1989-04-17 | 1991-09-04 | S S T Solid State Technology S | PLANT FOR THE PURIFICATION OF AIR POLLUTED BY ORGANIC INDUSTRIAL PRODUCTS BY CATALYTIC COMBUSTION. |
| ATA116889A (en) * | 1989-05-17 | 1997-11-15 | Kanzler Walter | METHOD FOR THERMAL EXHAUST GAS COMBUSTION |
| US5262131A (en) * | 1992-05-08 | 1993-11-16 | Abb Air Preheater, Inc. | Catalytic regenerative thermal oxidizer |
-
1994
- 1994-05-06 HU HU9401442A patent/HUT69307A/en unknown
- 1994-06-02 SK SK662-94A patent/SK66294A3/en unknown
- 1994-06-09 CZ CZ941421A patent/CZ142194A3/en unknown
- 1994-06-09 EP EP94250148A patent/EP0629432A1/en not_active Withdrawn
- 1994-06-15 SK SK73294A patent/SK73294A3/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ142194A3 (en) | 1995-02-15 |
| HU9401442D0 (en) | 1994-08-29 |
| HUT69307A (en) | 1995-09-28 |
| SK73294A3 (en) | 1995-03-08 |
| EP0629432A1 (en) | 1994-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3840471A (en) | Catalyst comprising platinum,rhodium and a base metal | |
| EP0814895B1 (en) | Method and apparatus for treatment of exhaust streams | |
| US7117669B2 (en) | Temperature swing adsorption and selective catalytic reduction NOx removal system | |
| US5916129A (en) | Control of exhaust emissions from an internal combustion engine | |
| US5260035A (en) | Apparatus and method for modifying gaseous mixtures | |
| JP5130008B2 (en) | Processing equipment for volatile organic compounds | |
| EP0583594B1 (en) | System and method for removing hydrocarbons from gaseous mixtures using multiple adsorbing agents | |
| US6302188B1 (en) | Multi-layer heat exchange bed containing structured media and randomly packed media | |
| US5753197A (en) | Method of purifying emissions | |
| JP3484205B2 (en) | Method for catalytically purifying automotive exhaust gas with improved cold start characteristics | |
| EP0863789B1 (en) | REGENERATIVE CATALYTIC OXIDATION process | |
| US5871347A (en) | Rotary regenerative oxidizer | |
| SK66294A3 (en) | Regenerating filling material, method of its preparing and using | |
| US5967771A (en) | Rotary regenerative oxidizer | |
| CA2203226C (en) | Horizontal regenerative thermal oxidizer unit | |
| AU2007340172B2 (en) | Process for regenerating catalyst for a hydrocarbon conversion zone | |
| CN208145730U (en) | A kind of catalytic oxidizing equipment of efficient process VOCs organic exhaust gas | |
| US7618477B2 (en) | Plane structure formed from a matrix and phase change material usable for treating gases | |
| EP0923990B1 (en) | Composite catalyst for treatment of exhaust gas | |
| JP2010201373A (en) | Apparatus for treating gas | |
| WO1998056491A1 (en) | A combined concentrator-oxidation system for voc emission control | |
| EP4390073A1 (en) | Fluid reactor device and method for operating a fluid reactor device | |
| EP0993857A1 (en) | Method for the catalytic oxidation of VOC/CO in the presence of organosilicate compounds | |
| WO1996041110A1 (en) | Heat exchange media in regenerative thermal oxidizers | |
| JPH08196869A (en) | Catalyst for purification of exhaust gas |